برنامه ریزی تعمیر و نگهداری واحد های تولیدی مبتنی بر پیشنهاد خرید به منظور حفظ کفایت سیستم

وزارت علوم، تحقيقات و فناوري
دانشگاه علوم و فنون مازندران
پايان نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشد
در رشته مهندسي برق – گرايش قدرت
عنوان:برنامه ریزی تعمیر و نگهداری واحد های تولیدی مبتنی بر پیشنهاد خرید به منظور حفظ کفایت سیستم

محقق و نگارنده:علی اکبر شعبانپور
استاد راهنما:دکتر مهدی حسینی
1393

تقديم به
پدر و مادر عزيزم
و
جويندگان راه دانش
تقدير و سپاس:
بدينوسيله بر خود لازم مي‌دانم تا از زحمات بي‌شائبه و ارزشمند استاد گرانقدر جناب آقاي دکتر حسینی و داوران محترم سپاسگزاری نمايم. همچنين از مساعدت پدر و مادر عزيزم که همیشه حامی و پشتیبان من بوده اند.
فهرست
فصل اول: مقدمه ……………………………………………………………………………………… 1
1-1- تعریف تعمیر و نگهداری …………………………………………………………………………………………….. 2
1-2- راهکارهای تعمیر و نگهداری ……………………………………………………………………………………… 3
1-3- برنامهریزی تعمیر و نگهداری در سیستمهای قدرت …………………………………………………. 6
1-4- افقهای زمانی برنامهریزی تعمیر و نگهداری …………………………………………………………….. 7
1-4-1- زمانبندی تعمیر و نگهداری کوتاهمدت ………………………………………………….. 7
1-4-2- زمانبندی تعمیر و نگهداری میانمدت …………………………………………………… 8
1-4-3- زمانبندی تعمیر و نگهداری بلندمدت ……………………………………………………. 8
1-5- تجدید ساختار سیستم قدرت و ایجاد بازار برق ………………………………………………………… 8
1-6- برنامهریزی تعمیر و نگهداری در سیستمهای قدرت تجدید ساختار شده ……………….. 11
فصل دوم: مروری بر پژوهشهای پیشین در زمینهی تعمیر و نگهداری در شرایط بازار برق ………………………………………………………………………. 14
2-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………. 15
2-2- برنامهریزی تعمیر و نگهداری از دیدگاه واحدهای تولیدی ……………………………………….. 16
2-3- هماهنگسازی برنامهریزی تعمیر و نگهداری توسط بهرهبردار مستقل سیستم ……….. 19
2-3-1- هماهنگسازی برنامهریزی تعمیر و نگهداری مبتنی بر تکرار ………………… 19
2-3-2- هماهنگسازی برنامهریزی تعمیر و نگهداری مبتنی بر بازار تعمیرات …… 23
2-4- هماهنگسازی برنامهریزی تعمیر و نگهداری واحدهای تولیدی و خطوط انتقال …….. 25
فصل سوم: ساختار پیشنهادی برای برنامهریزی تعمیر و نگهداری به منظور حفظ کفایت سیستم ……………………………………………………………… 26
3-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………. 27
3-2- ارزیابی سود واحدهای تولیدی …………………………………………………………………………………… 28
3-2-1- هزینه نوسازی انتظاری واحد تولیدی ……………………………………………………… 28
3-2-2- ارزیابی بازههای خروج براساس سود مولدها …………………………………………… 31
3-2-3- تعیین پیشنهاد خرید تعمیرات (MBC) …………………………………………………. 33
3-3- راهبرد هماهنگسازی تعمیر و نگهداری …………………………………………………………………… 37
3-3-1- بیشینه کردن رضایت تولیدکنندگان ………………………………………………………. 37
3-3-2- ارزیابی کفایت سیستم …………………………………………………………………………….. 39
3-3-3- روش حل مسئلهی هماهنگسازی زمانبندی تعمیر و نگهداری …………… 41
3-3-1-1- روش الگوریتم ژنتیک ……………………………………………………………. 41
3-3-3-2- فضای جستجو ………………………………………………………………………. 42
3-4- تسویهی هزینهها ………………………………………………………………………………………………………… 43
فصل چهارم: شبیه سازی و مطالعات عددی………………………………………………………….. 45
4-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………. 46
4-2- سیستم 24 شینه IEEE-RTS …………………………………………………………………………………… 46
4-2-1- بررسی سود واحدهای تولیدی ………………………………………………………………… 47
4-2-2- هماهنگ سازی تعمیر و نگهداری واحد های تولیدی…………………………….. 50
4-2-3- تسویه ی هزینه ها ………………………………………………………………………………… 54

فصل پنجم: نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات ………………………………………………………………. 56
5-1- نتیجه گیری …………………………………………………………………………………………………………….. 56
5-2- ارائه پیشنهادات ……………………………………………………………………………………………………… 59
پیوست …………………………………………………………………………………………………….. 61
مراجع …………………………………………………………………………………………………….. 71
چکیده
در این پایان نامه، روشی جدید برای برنامهریزی نگهداری و تعمیر واحدهای تولیدی در محیطهای تجدید ساختار شده ارائه شده است. در محیط سنتی با ساختار عمودی، بهرهبردار سیستم برنامهی تعمیر و نگهداری را برای حفظ قابلیت اطمینان تعیین می کند و همچنین سعی بر کاهش هزینه ها دارد. اما چنین رویهای در یک محیط رقابتی قابل قبول نمیباشد. در محیط تجدید ساختار شده، بهرهبردار همچنان متصدی حفظ قابلیت اطمینان در سطح مطلوب میباشد. در حالیکه هدف هر تولیدکننده افزایش سود خودش میباشد، که این ممکن است با هدف حفظ قابلیت اطمینان در تضاد باشد. در این پایان نامه، برای برنامهریزی تعمیر و نگهداری، روشی چندمرحلهای پیشنهاد شده است. در مرحلهی اول، تولیدکنندگان با توجه به ارزیابی هزینه/فایده، پیشنهاد خرید تعمیر و نگهداری مربوط به واحد تولیدی مدنظرشان را تهیه و به بهرهبردار مستقل سیستم ارائه میدهند. در مرحلهی دوم، بهرهبردار مستقل سیستم با توجه به پیشنهادات ارسالشده از سوی تولیدکنندگان و همچنین کفایت سیستم، زمانبندی خروج واحدهای تولیدی را با هدف بیشینه کردن رضایت تولیدکنندگان و حفظ کفایت سیستم تعیین میکند. در مرحلهی سوم، با توجه به خصوصیت غیرانتفاعی بهرهبردار مستقل سیستم، یک راهکار بیطرفانه برای تسویهی بازار پیشنهاد شده است.
واژه‌های کلیدی: برنامهریزی تعمیر و نگهداری پیشنهادمحور، برنامهریزی سیستمهای قدرت، قابلیت اطمینان، تجدید ساختار.

فصل اول
مقدمه

1-1- تعریف تعمیر و نگهداری
تعمیر و نگهداری عملیاتی است که در آن یک وسیله، در بازهای معین، مورد ترمیم قرار میگیرد. تعمیر و نگهداری برای جلوگیری، کاهش یا رفع زوال آن وسیله میباشد.
هدف از تعمیر و نگهداری توسعه دادن طول عمر تجهیزات یا افزایش زمان متوسط تا خرابی بعدی میباشد. گذشته از این، انتظار میرود که سیاستهای موثر تعمیر و نگهداری بتواند فرکانس وقفهی خدمات و بسیاری از نتایج نامطلوب آن وقفهها را کاهش دهد. تعمیر و نگهداری به صورت واضحی بر روی قابلیت اطمینان اجزا و کل سیستم اثر میگذارد. کمتوجهی به تعمیر و نگهداری باعث تعداد زیادی خرابی پرهزینه و کارایی ضعیف سیستم میشود و بنابراین قابلیت اطمینان تنزل پیدا میکند. توجه بیش از حد به تعمیر و نگهداری گرچه قابلیت اطمینان را افزایش میدهد، ولی هزینهی آن را نیز به شدت افزایش میدهد. در یک برنامهریزی موثر تعمیر و نگهداری باید بین هزینه و قابلیت اطمینان تعادل برقرار کرد [2].
در استانداردهای موجود برای سیستم قدرت، تعمیر و نگهداری تجهیزات الکتریکی اینچنین تعریف شده است:
“تعمیر و نگهداری، حفظ و نگهداری شرایط لازم برای بهرهبرداری از تجهیزات الکتریکی در جهتی است که به کار گرفته شده است” [3].
بنابراین، تعمیر و نگهداری تضمین میکند که سیستم در زمینهای که برای کار کردن در آن طراحی شده است، از نظر الکتریکی در شرایط امنی کار کند.
در حالت کلی، تعمیر و نگهداری به دو گروه اصلی تعمیر و نگهداری پیشگیرانه و تعمیر و نگهداری اصلاحی تقسیمبندی میشود. تعمیر و نگهداری پیشگیرانه به منظور حفظ صحت عملکرد سیستم و تامین قابلیت اطمینان مورد نیاز صورت میگیرد. برای این منظور عملیات منظمی از قبیل بازرسی عملکرد سیستم، تمیزکاری، تنظیم، روغنکاری و نظایر آن اجرا میشود و قطعاتی که در شروع مرحلهی فرسایش میباشند و یا به عنوان قطعه مازاد موازی از کار افتادهاند، توسط قطعات نو و سالم جایگزین میشوند. هدف از این عملیات، محافظت سیستم در اجتناب از وقوع از کار افتادن بیش از حدود مطلوب است. تعمیر و نگهداری اصلاحی در صورت وقوع هرگونه نقصان در عملکردهای سیستم انجام میگیرد و هدف از اجرای آن بازگرداندن سریع سیستم به شرایط مطلوب برای عملکرد کامل است. این کار با تعویض، تعمیر و یا تنظیم قطعاتی که موجب توقف سیستم شدهاند، صورت میگیرد [4].
1-2- راهکارهای تعمیر و نگهداری
شرکتهای برق به مسئلهی تعمیر و نگهداری تکیه میکنند تا تجهیزاتشان را تا جایی که امکان دارد در شرایط کاری خوبی حفظ نمایند. در گذشته، روال اصلی تعمیر و نگهداری بیشتر شامل فعالیتهای از پیش تعریفشده بود که در بازههای منظم انجام میشدند (تعمیر و نگهداری زمانبندیشده). ولی، چنین روش تعمیر و نگهداشتی ممکن است مقداری ناکارآمد باشد، زیرا ممکن است در بلندمدت بسیار پرهزینه باشد و همچنین ممکن است نتواند طول عمر تجهیزات را به اندازهای که امکان پذیر میباشد، افزایش دهد. بنابراین بسیاری از شرکتها، برنامهریزی تعمیر و نگهداری با بازههای ثابت را با برنامههای انعطافپذیر مبتنی بر بررسیهای مورد نیاز و حق تقدم، یا مطالعهی اطلاعات بدست آمده از طریق پایش شرایط (تعمیر و نگهداری پیشگویانه)، عوض کردهاند.
روشهای تعمیر و نگهداری پیشگویانه شامل یک گروه از برنامهها میباشد که تعمیر و نگهداری قابلیت اطمینانمحور نامیده میشوند. در یک راهکار تعمیر و نگهداری قابلیت اطمینانمحور میتوان روشهای تعمیر و نگهداری جایگزین مختلفی را با هم مقایسه کرد و هر کدام که برای حفظ قابلیت اطمینان تجهیزات به صرفهتر میباشند را انتخاب کرد. برنامههای تعمیر و نگهداری قابلیت اطمینان محور توسط برخی از شرکتهای برق به عنوان یک ابزار مفید به کار گرفته شدهاند.
بسیاری از نوشتهها تنها مربوط به جایگزینی در حالتهای پس از خطا و هنگام تعمیرات میباشند و احتمال انواع دیگر تعمیر و نگهداری را که منجر به بهبود کمتری با هزینه ی کمتری میشوند را نادیده میگیرند. قدیمیترین روشهای جایگزینی، روشهای جایگزینی براساس عمر تجهیز و جایگزینی انبوه میباشند. در جایگزینی براساس سن، یک تجهیز در یک سن معین و یا زمانی که دچار خرابی میشود، جایگزین میشود. در جایگزینی فلهای، تمام تجهیزاتی که در یک کلاس میباشند، در یک بازهی از پیش تعیینشده، یا زمانی که دچار خرابی میشوند، جایگزین میگردند. راهکار جایگزینی فلهای برای اجرا بسیار آسان میباشد، به خصوص اگر سن تجهیزات نامعلوم باشد، همچنین میتواند اقتصادیتر از راهکارهای مبتنی بر جایگزینی یک تجهیز باشد. راهکارهای جدیدتر برای جایگزینی، گاهی مبتنی بر مدلهای احتمالی میباشند بنابراین میتوانند خیلی پیچیدهتر باشند. در هر صورت، در بسیاری از کاربردهای الکتریکی، تعمیر و نگهداشتی که بهبود محدودی را نتیجه میدهد، به عنوان راهکار اصلی استفاده میگردد و مدلهای جایگزینی فقط نقشی ثانویه دارند.
برنامههای تعمیر و نگهداری شامل طیف وسیعی میشوند و میتوانند بسیار ساده یا بسیار پیچیده باشند. شاید سادهترین برنامه، اتخاذ یک زمانبندی تعمیر و نگهداری انعطاف ناپذیر باشد، که در آن فعالیتهای از پیش تعیینشده در بازههای زمانی ثابتی انجام میشوند. زمانی که تجهیزی دچار خطا میشود، تعمیر و یا تعویض می گردد. تعمیر و تعویض، هر دو بسیار پرهزینهتر از یک عمل تعمیر و نگهداری تنها میباشند. بازههای تعمیر و نگهداری به طور معمول براساس تجربهی طولانی مدت انتخاب میشوند.
تعمیر و نگهداری قابلیت اطمینانمحور به شدت مبتنی بر ارزیابی منظم شرایط تجهیز میباشد و بنابراین، زمانبندی تعمیر و نگهداری انعطافناپذیر را به کار نمیبندد. مشاهده شده است که تعمیر و نگهداری قابلیت اطمینانمحور تاحدی مفهومی سیال میباشد و در منابع مختلف به صورتهای متفاوتی تعریف شده است. تعمیر و نگهداری قابلیت اطمینانمحور همیشه مبتنی بر پایش شرایط نمیباشد، بلکه به دیگر خصوصیات مانند حالات خرابی، بررسی آثار، بررسی نیازهای اجرایی و حق

Author:

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *